Определение удельного заряда методом магнетрона

Министерство образования Российской Федерации

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу общей физики

Определение удельного заряда методом магнетрона

Преподаватель:                                                        Выполнили

студенты гр.:

_________________Передня А.В.                                        

“____”________________2004 г.

“_____”_______________2004 г.

2004

        Введение

Удельным зарядом называется физическая величина, равная отношению заряда частицы к ее массе - [pic 1]. Соответственно, удельный заряд электрона, это физическая величина, равная отношению заряда электрона к его массе - [pic 2].

Цель работы – определить величину удельного заряда электрона, используя метод магнетрона.

1. Описание экспериментальной установки

В качестве магнетрона используется электронная лампа 3Ц22С, которая имеет цилиндрические анод и катод. Диаметр катода равен 1 мм. Несоосность между осями катода и анода порядка 1 мм. Поэтому для данной лампы расстояние от катода до анода можно применять [pic 3] мм.

На лампу надевается соленоид с большим числом витков на единицу длины.

[pic 4]

Для определения зависимости анодного тока от тока соленоида используется следующая схема измерения (рис 1.2).

[pic 5]

1. Основные вычислительные формулы:

При включении тока в соленоиде, его магнитное поле будет действовать на движущиеся электрон с силой Лоренца:

[pic 6], где                                                                                (2.1)

е – заряд электрона;

[pic 7] - скорость электрона;

В – индукция магнитного поля;

Сила Лоренца является центростремительной силой и при движении электрона в плоскости XOY будет справедливо равенство:

[pic 8] или [pic 9]                                                                (2.2)

[pic 10]                                                                                        (2.3)

Если катод принять за бесконечно тонкую нить, то приближенно можно считать, что при [pic 11] электроны движущиеся по окружности радиуса

[pic 12]                                                                                        (2.4)

[pic 13]                                                                                (2.5)

где [pic 14] - анодное напряжение лампы;

[pic 15] - максимальная скорость электрона.

Учитывая уравнения (2.2), (2.4) и (2.5) получаем:

[pic 16]                                                                                (2.6)

[pic 17] или [pic 18]                                                        (2.7)

где [pic 19] - относительная магнитная проницаемость среды;

[pic 20] - магнитная постоянная;

n – число витков, приходящихся на единицу длины;

[pic 21] - значение силы тока в соленоиде, при котором индукция магнитного поля достигает критического значения.